(57)【要約】  ＭＲＩ装置のＲＦコイルであって、回路構成を切り替えるスイッチ回路を備えるＲＦコイルにおいて、磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信する技術を提供する。  本発明のＭＲＩ装置のＲＦコイルは、回路構成を切り替えるスイッチ回路を備える。そして、スイッチ回路は、無線で受信する制御信号により駆動し、回路構成を切り替える。このため、スイッチ回路は、制御信号を受信するアンテナと、受信する交流電圧を直流電圧に変換する変換回路とを備える。
2011122084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴撮像装置のＲＦコイルであって、
制御信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信した制御信号で駆動するスイッチ回路と、
導体からなるループにキャパシタが挿入される共振回路と、を備え、
前記スイッチ回路は前記共振回路に接続され、
前記共振回路は、前記制御信号の受信の有無により、共振周波数が異なること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項２】
請求項１記載のＲＦコイルであって、
前記スイッチ回路は、
前記受信アンテナに接続され、当該受信アンテナで受信した制御信号を直流電圧に変換する変換回路と、
前記直流電圧で駆動するスイッチ手段と、を備え、
前記スイッチ手段を介して前記共振回路に接続されること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項３】
請求項１または２記載のＲＦコイルであって、
予め定められたタイミングで制御信号を生成する制御信号生成回路と、
前記制御信号生成回路で生成した制御信号を送信する送信アンテナと、をさらに備えること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記ループは、円柱の表面に互いに対応して配置された２つの導体ループを備え、当該導体ループにより生じる磁場の向きが互いに同じになるよう接続された鞍型形状を有すること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項５】
請求項１から３いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記ループは、同一平面内に隣り合って配置された２つの導体ループを備え、当該導体ループにより生じる磁場の向きが互いに逆になるよう接続された蝶型形状を有すること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項６】
請求項１から３いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記ループは、ソレノイド形状を有すること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項７】
請求項１から３いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記ループは、鳥かご型形状を有すること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項８】
請求項１から３いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記共振回路を複数備え、
前記複数の共振回路は、当該共振回路のループ部が互いに部分的に重なりあうよう略同一面に配置されること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項９】
請求項１から３いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記共振回路を２つ備え、
前記２つの共振回路は、一方の共振回路に生じる磁場の向きが、他方の共振回路に生じる磁場の向きに直交するよう配置され、
前記２つの共振回路の一方の共振回路に印加される高周波信号の位相は、他方の共振回路に印加される高周波信号の位相と９０度異なること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項１０】
請求２から９いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記変換回路は、前記受信アンテナに生じる交流電圧を整流平滑して直流電圧を生成する半波倍電圧整流回路であって、整流素子、第一のキャパシタおよび第二のキャパシタを備え、
前記整流素子は、異なる極性端子が相互に接続される第一の整流ダイオードと第二の整流ダイオードとの直列接続によって形成され、
前記第一の整流ダイオードと前記第二の整流ダイオードとの異なる極性端子が相互に接続される接続点に前記第一のキャパシタの一方の端子が接続され、
当該第一のキャパシタの他方の端子は前記受信アンテナに接続され、
前記第二のキャパシタは、前記直列接続される第一の整流ダイオードと第二整流ダイオードとに並列に接続されること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項１１】
請求項２から９いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記変換回路は、前記受信アンテナに生じる交流電圧を整流平滑して直流電圧を生成する半波整流回路であって、整流素子およびキャパシタを備え、
前記整流素子は一つの整流ダイオードもしくは複数の極性を揃えた整流ダイオードの直列接続によって形成され、
前記整流ダイオードの一方の端子が前記キャパシタに接続され、
前記整流ダイオードの他方の端子は前記受信アンテナに接続されること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項１２】
請求項２から９いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記変換回路は、前記受信アンテナに生じる交流電圧を整流平滑して直流電圧を生成する全波整流回路であって、整流素子及びキャパシタを備え、
前記整流素子は入力側と出力側とを有する整流ダイオードのブリッジ接続によって形成され、
前記整流ダイオードのブリッジ接続の入力側は前記受信アンテナに接続され、
前記キャパシタは前記整流ダイオードのブリッジ接続の出力側に接続されること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項１３】
請求項３から１２いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記制御信号生成回路は、撮像シーケンスと同期して前記制御信号を生成すること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項１４】
請求項３から１３いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記送信アンテナは、高周波信号の送信を行うＲＦコイルが兼用すること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項１５】
請求項１から１４いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記共振回路は、前記制御信号受信時に、当該磁気共鳴撮像装置が受信する核磁気共鳴信号の周波数で開放状態となること
を特徴とするＲＦコイル。
【請求項１６】
磁気共鳴撮像装置のＲＦコイルシステムであって、
高周波信号の送信を行う送信ＲＦコイルと、
磁気共鳴信号の受信を行う受信ＲＦコイルと、を備え、
前記受信ＲＦコイルは、請求項１から１４いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記スイッチ回路は、前記送信ＲＦコイルが高周波信号を送信する際は、前記受信ＲＦコイルを開放状態とすること
を特徴とするＲＦコイルシステム。
【請求項１７】
磁気共鳴撮像装置のＲＦコイルシステムであって、
高周波信号の送信を行う送信ＲＦコイルと、
磁気共鳴信号の受信を行う受信ＲＦコイルと、を備え、
前記送信ＲＦコイルは、請求項１から１３いずれか１項記載のＲＦコイルであって、
前記スイッチ回路は、前記受信ＲＦコイルが磁気共鳴信号の受信を行う際、前記送信ＲＦコイルを開放状態とすること
を特徴とするＲＦコイルシステム。
【請求項１８】
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、高周波信号を送信する送信ＲＦコイルと、前記高周波磁場の印加により検査対象から生じる磁気共鳴信号を受信する受信ＲＦコイルと、前記傾斜磁場印加手段、前記送信ＲＦコイル及び前記受信ＲＦコイルの動作を制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記受信ＲＦコイルは、請求項１から１５いずれか１項記載のＲＦコイルであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１９】
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、高周波信号を送信する送信ＲＦコイルと、前記高周波磁場の印加により検査対象から生じる磁気共鳴信号を受信する受信ＲＦコイルと、前記傾斜磁場印加手段、前記送信ＲＦコイル及び前記受信ＲＦコイルの動作を制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記送信ＲＦコイルは、請求項１から１３いずれか１項記載のＲＦコイルであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２０】
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、高周波信号を送信するとともに前記高周波磁場の印加により検査対象から生じる磁気共鳴信号を受信する送受信ＲＦコイルと、前記傾斜磁場印加手段および前記送受信ＲＦコイルの動作を制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記送受信ＲＦコイルは、請求項１から１３いずれか１項記載のＲＦコイルであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）技術に関する。特に、高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を送受信するＲＦコイルの周波数特性変更技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、検査対象を横切る任意の断面内の原子核に高周波磁場を照射して磁気共鳴を起こさせ、発生する磁気共鳴信号からその断面内における断層像を得る医用画像診断装置である。一般には、水素原子核（1Ｈ）の核磁気共鳴信号を用いる。【０００３】
高周波磁場の照射（送信）および核磁気共鳴信号の受信は、ＲＦコイルにより行われる。一般に、このＲＦコイルは、導体からなるループとキャパシタとを並列接続または直列接続した、共振回路である。共振回路の共振周波数は、キャパシタの値を調整して原子核の核磁気共鳴周波数ｆ０と同じ周波数に調整される。ＲＦコイルは、共振回路を構成することで、効率良く、高周波磁場を送信し、磁気共鳴信号を受信する。【０００４】
しかし、ＲＦコイル間の磁気結合を防止する、若しくは１つのＲＦコイルで複数の原子核の核磁気共鳴信号を受信するといった目的のため、ＲＦコイルの周波数特性を時間によって変化させる場合がある。【０００５】
例えば、最適な形状および配置で高周波磁場の送受信を行うため、送信および受信を別個の専用のＲＦコイルで行うことがある（送受信分離方式）。送受信分離方式の場合、両ＲＦコイルの共振周波数が同じ核磁気共鳴周波数ｆ０になるよう調整されるため、両ＲＦコイルの間で磁気結合が発生する。磁気結合による破壊、感度低下を避けるため、一般に、デカップリング（磁気結合除去）が行われる。デカップリングは、たとえば、両ＲＦコイルそれぞれに磁気結合防止回路を挿入することで実現される。磁気結合防止回路は、高周波磁場送信時と核磁気共鳴信号受信時とに、送信ＲＦコイルおよび受信ＲＦコイルの周波数特性を変化さて磁気結合を防止する（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。【０００６】
一般の磁気結合防止回路は、ＰＩＮダイオードをスイッチ素子として用いる。ＰＩＮダイオードのオン／オフによってＲＦコイルの回路構成（周波数特性）を切り替え、ＲＦコイルの動作を変える。図１７に示すように、磁気結合防止回路９５０はＲＦコイル９００に組み込まれる。磁気結合防止回路９５０は、ＰＩＮダイオード９３０とインダクタ９２０とを直列接続した回路に、ＲＦコイル（例えば表面コイル）９００の導体９０２に挿入されたキャパシタ９１１を並列接続した回路である。なお、表面コイル９００には、キャパシタ９１１の他にキャパシタ９１０が挿入される。【０００７】
ＰＩＮダイオード９３０は、ＰＩＮダイオード９３０の両端にケーブル９０４を介して接続された直流電源９６０により駆動する。ケーブル９０４には、高周波信号を遮断するチョークコイル４２９が挿入される。直流電源９６０によってＰＩＮダイオード９３０がオンとなると、磁気結合防止回路９５０は、以下２つの効果によって磁気結合を防止する。１つ目の効果は、ＲＦコイル９００の周波数特性が変化する事で奏する。ＰＩＮダイオード９３０がオンとなるとインダクタ９２０が有効となる。これによりＲＦコイル９００のインダクタンスが変化するため、ＲＦコイル９００共振周波数は変化する。送信ＲＦコイルもしくは受信ＲＦコイルのどちらか一方のＲＦコイルの周波数特性が変化した場合、共振周波数は一致しなくなるため、磁気結合が低下する。２つ目の効果は、インダクタ９２０とキャパシタ９１１とが並列回路を構成しハイインピーダンス（高抵抗）となる事で奏する。一般に、インダクタとキャパシタとの並列共振回路のインピーダンス（抵抗）は、共振周波数でハイインピーダンスとなる。従って、予め、インダクタ９２０とキャパシタ９１１とをＲＦコイル９００の共振周波数と同じ周波数で共振するよう調整しておけば、ＰＩＮダイオード９３０がオンの時、磁気結合防止回路９５０は、核磁気共鳴周波数の高周波に対し高抵抗を示す。これは、ＲＦコイル９００内に高抵抗が挿入されたものと等価である。よって核磁気共鳴周波数で共振するように調整されたＲＦコイル９００には、磁気共鳴周波数の電流はほとんど流れなくなる。故に、磁気結合が生じなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３６５５８８１号公報
【特許文献２】特許第３８３６４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の磁気結合防止回路のように、ＲＦコイルの回路構成を切り替え、周波数特性を変更するために、ＰＩＮダイオードをはじめとするスイッチ手段が使用される場合、スイッチ手段を駆動するための直流電源が必要となる。直流電源は、通常ＲＦコイルとは離れた位置に設置され、ケーブルによりＲＦコイルのスイッチ手段に接続されることになる。【００１０】
駆動に直流電源が必要なスイッチ手段でＲＦコイルの回路構成を切り替える場合、電流を送るケーブルが必要となる。ケーブルはＲＦコイルと磁気結合しやすい。そのためケーブルによるＲＦコイルの感度低下や感度むらの発生がしばしば問題となる。特に、近年、ＭＲＩ装置の高磁場化や多チャンネル化に伴い、ケーブルとＲＦコイルの磁気結合が発生しやすくなっている。【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ＭＲＩ装置のＲＦコイルであって、回路構成を切り替えるスイッチ回路を備え、磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＭＲＩ装置のＲＦコイルは、回路構成を切り替えるスイッチ回路を備える。そして、スイッチ回路は、無線で受信する制御信号により駆動し、回路構成を切り替える。このため、スイッチ回路は、制御信号を受信するアンテナと、受信する交流電圧を直流電圧に変換する変換回路と、スイッチ手段を備える。【００１３】
具体的には、磁気共鳴撮像装置のＲＦコイルであって、制御信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した制御信号で駆動するスイッチ回路と、導体からなるループにキャパシタが挿入される共振回路と、を備え、前記スイッチ回路は前記共振回路に接続され、前記共振回路は、前記制御信号の受信の有無により、共振周波数が異なることを特徴とするＲＦコイルを提供する。また、前記スイッチ回路は、当該スイッチ回路を構成する前記スイッチ手段を介して前記共振回路に接続される。【００１４】
また、磁気共鳴撮像装置のＲＦコイルシステムであって、高周波信号の送信を行う送信ＲＦコイルと、磁気共鳴信号の受信を行う受信ＲＦコイルと、を備え、前記受信ＲＦコイルは、上述のＲＦコイルであって、前記スイッチ回路は、前記送信ＲＦコイルが高周波信号を送信する際は、前記受信ＲＦコイルを開放状態とすることを特徴とするＲＦコイルシステムを提供する。【００１５】
また、静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、高周波信号を送信する送信ＲＦコイルと、前記高周波磁場の印加により検査対象から生じる磁気共鳴信号を受信する受信ＲＦコイルと、前記傾斜磁場印加手段、前記送信ＲＦコイル及び前記受信ＲＦコイルの動作を制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記受信ＲＦコイルは、上述のＲＦコイルであることを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＭＲＩ装置のＲＦコイルであって、制御信号により回路構成を切り替えるスイッチ手段を備えるＲＦコイルにおいて、磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態のＭＲＩ装置の概観図である。
【図２】第一の実施形態のＭＲＩ装置のブロック図である。
【図３】（ａ）は、第一の実施形態のＲＦコイル部の構成を説明するための説明図であり、（ｂ）は、第一の実施形態の撮像シーケンスを説明するシーケンス図である。
【図４】（ａ）は、第一の実施形態の制御信号送信機を説明するための説明図であり、（ｂ）は、第一の実施形態の受信ＲＦコイルの回路図である。
【図５】（ａ）は、第一の実施形態の送信ＲＦコイルの回路図であり、（ｂ）は、第一の実施形態の送信ＲＦコイルの磁気結合防止回路の回路を説明するための図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態の変換回路の変形例の回路を説明するための図である。
【図７】第一の実施形態の変形例である鞍型コイルの回路図である。
【図８】第一の実施形態の変形例である蝶型コイルの回路図である。
【図９】第一の実施形態の変形例であるソレノイドコイルの回路図である。
【図１０】（ａ）は、第一の実施形態の変形例である鳥かご型コイルの回路図であり、（ｂ）は、そのスイッチ回路の回路図である。また、（ｃ）は、第一の実施形態の変形例である鳥かご型コイルの回路図であり、（ｄ）は、そのスイッチ回路の回路図である。
【図１１】第一の実施形態の変形例であるアレイコイルの回路図である。
【図１２】（ａ）は、第一の実施形態の変形例であるＱＤコイルの回路図であり、（ｂ）は、ＱＤコイルの磁場の向きを説明するための説明図である。
【図１３】第一の実施形態の変形例であるＱＤコイルと、受信機との接続を説明するためのブロック図である。
【図１４】（ａ）は、第二の実施形態のＲＦコイル部の構成を説明するための説明図であり、（ｂ）は、第二の実施形態の撮像シーケンスを説明するシーケンス図である。
【図１５】第二の実施形態の受信ＲＦコイルの回路図である。
【図１６】（ａ）は、第二の実施形態の送信ＲＦコイルの回路図であり、（ｂ）は、その磁気結合防止回路の回路を説明するための図である。
【図１７】従来のＲＦコイルの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜＜第一の実施形態＞＞
本発明を適用する第一の実施形態について説明する。本実施形態では、送信ＲＦコイルと受信ＲＦコイルとを別個に備えるＭＲＩ装置（送受信分離方式）において、無線で送信する制御信号により受信ＲＦコイルの回路構成を変更するスイッチ回路を、送信ＲＦコイルとの磁気結合を防止する磁気結合防止回路として用いる。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
まず、本実施形態のＭＲＩ装置の全体構成について説明する。図１は本実施形態のＭＲＩ装置の概観図であり、図中、座標系９のｚ軸の方向が静磁場方向である。以下、本明細書の全図において、同様である。図１（ａ）は水平磁場方式のマグネット１０１を備えたＭＲＩ装置１００である。検査対象１３０は、テーブル１２０に寝かせられた状態でマグネット１０１のボア内の撮像空間に挿入され、撮像される。図１（ｂ）は、垂直磁場方式のマグネット２０１を備えたＭＲＩ装置２００である。検査対象１３０は、テーブル１２０に寝かせられた状態で上下一対のマグネット２０１の間の撮像空間に挿入され、撮像される。本実施形態では、水平磁場方式、垂直磁場方式のいずれであってもよい。以下、水平磁場方式のＭＲＩ装置１００を例にあげて説明する。
【００２０】
図２は、ＭＲＩ装置１００の概略構成を示すブロック図である。本図に示すように、ＭＲＩ装置１００は、水平磁場方式のマグネット１０１と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル１０２と、高周波磁場を検査対象１３０に照射する送信ＲＦコイル１０３と、検査対象１３０からの信号を受信する受信ＲＦコイル１０４と、傾斜磁場電源１１２と、高周波磁場発生器１１３と、受信機１１４と、直流電源１１６と、シーケンサ１１１と、計算機１１０と、検査対象を載置するテーブル１２０とを備える。
【００２１】
シーケンサ１１１は、計算機１１０からの指示に従って、予めプログラムされたタイミング、強度で各部が動作するように制御を行う。すなわち、シーケンサ１１１は、傾斜磁場電源１１２と、高周波磁場発生器１１３と、直流電源１１６と、に命令を送る。命令に従い、傾斜磁場電源１１２は、傾斜磁場コイル１０２に傾斜磁場を発生させる。また高周波磁場発生器１１３は高周波磁場を発生し、送信ＲＦコイル１０３から高周波磁場を照射する。さらに、直流電源１１６は、ケーブルで接続される送信ＲＦコイル１０３に電流を送り、開放状態とする。
【００２２】
送信ＲＦコイル１０３から高周波磁場を検査対象１３０に照射することにより検査対象１３０から発生する磁気共鳴信号は、受信ＲＦコイル１０４により検出される。検出された信号は受信機１１４おいて検波が行われる。受信機１１４での検波の基準とする磁気共鳴周波数は、シーケンサ１１１によりセットされる。検波後の信号はＡ／Ｄ変換回路を通して計算機１１０に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。その結果は、ディスプレイ１２１に表示される。検波された信号や測定条件は、必要に応じて、記憶媒体１２２に保存される。
【００２３】
本実施形態では、無線通信によって制御信号を送り、受信ＲＦコイル１０４が送信ＲＦコイル１０３と磁気結合することを防止する。このため、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、上記構成に加え、制御信号送信機１１７を備える。制御信号送信機１１７は、シーケンサ１１１からの命令に従って、受信ＲＦコイル１０４に無線通信で制御信号を送り、受信ＲＦコイル１０４を開放状態にする。
【００２４】
なお、静磁場均一度を調整する必要があるときは、シーケンサ１１１からの命令に従って動作するシム電源１１５により、シムコイル１０５が駆動する。
【００２５】
以下、本実施形態の送信ＲＦコイル１０３、受信ＲＦコイル１０４、高周波磁場発生器１１３、受信機１１４、直流電源１１６および制御信号送信機１１７を含むＲＦコイル部５００の詳細について説明する。本実施形態では、送信ＲＦコイル１０３に鳥かご型形状を有する鳥かご型ＲＦコイル３００を、受信ＲＦコイル１０４にはループ形状を有する表面コイル４００を使用する場合を例にあげて説明する。
【００２６】
まず、図３を用いて、本実施形態のＲＦコイル部５００の構成と、高周波磁場、傾斜磁場、および制御信号の発生タイミングとを説明する。
【００２７】
図３（ａ）は、本実施形態のＲＦコイル部５００の接続を説明するためのブロック図である。本図に示すように、本実施形態の送信ＲＦコイル１０３として用いる鳥かご型ＲＦコイル３００は、高周波磁場発生器１１３が発生する高周波磁場を照射する。この鳥かご型ＲＦコイル３００には、受信ＲＦコイル１０４との磁気結合を防止するため、磁気共鳴信号を受信するタイミングで鳥かご型ＲＦコイル３００を開放状態とする磁気結合防止回路３５０が挿入される。
【００２８】
磁気結合防止回路３５０は、従来型の直流電源を使用した磁気結合防止回路である。磁気結合防止回路３５０は、鳥かご型ＲＦコイル３００の導体に挿入される。挿入された磁気結合防止回路３５０は、直流電源１１６により駆動され、鳥かご型ＲＦコイル３００と表面コイル４００との磁気結合を防止する。
【００２９】
また、受信ＲＦコイル１０４として用いるループコイル（表面コイル）４００には、スイッチ回路４５９が挿入される。また、表面コイル４００で受信した磁気共鳴信号は、バランやプリアンプを備えた信号処理回路４９０を経て、受信機１１４に接続される。
【００３０】
本実施形態のスイッチ回路４５９は、制御信号送信機１１７から無線で送信される制御信号により駆動される。駆動したスイッチ回路４５９は、表面コイル４００の回路構成を変更し、表面コイル４００を開放状態とし、送信ＲＦコイル１０３との磁気結合を防止する。本実施形態では、高周波磁場照射時に送信ＲＦコイル１０３と表面コイル４００との磁気結合を防止するため、制御信号は、高周波磁場照射時にスイッチ回路４５９に送信される。
【００３１】
図３（ｂ）は、ＭＲＩにおける撮像方法の一つであるＳＥ（Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法のタイミングチャートである。本図を用いて、制御信号送信機１１７が制御信号をスイッチ回路４５９に送信するタイミングを示す。’ＲＦ’は送信ＲＦコイル１０３によって高周波が送信されるタイミングである。‘Ｇｒ’、‘Ｇｐ’、‘Ｇｓ’は傾斜磁場コイル１０２によって傾斜磁場が発生するタイミングである。‘Ａｃｑ．’は受信ＲＦコイル１０４によるデータ取得を行うタイミングである。‘ＣＳ’は制御信号送信機１１７によって制御信号をスイッチ回路４５９に送信するタイミングである。以下、具体的に説明する。
【００３２】
始めにＳＥ法の撮像方法について説明する。まず、スライス選択磁場５５を加えながら、９０度パルス５０を送信する。その後ディフェーズ磁場５２を加える。次に１８０度パルス５１を送信する。その後エンコード磁場５４を加える。最後にリードアウト磁場５３を加え、発生した磁気共鳴信号をデータ取得５６する。以上がＳＥ法のタイミングチャートである。このようなタイミングの下、制御信号（ＣＳ）５７は９０度パルス５０の送信時と、１８０度パルス５１の送信時とに送信する。
【００３３】
なお、制御信号（ＣＳ）の送信タイミングは上記に限られない。高周波信号の送信時に送信され（ＯＮ状態）、受信時には送信されなければ（ＯＦＦ状態）、どのようなタイミング波形であってもよい。例えば、図３（ｂ）に示すタイミングチャートにおいて、９０度パルス５０の送信から１８０度パルス５１の送信時までの間、連続的に制御信号（ＣＳ）を送信してもよい。
【００３４】
次に、制御信号送信機１１７と、スイッチ回路４５９が挿入される本実施形態の受信ＲＦコイル１０４との構成を、図４を用いて説明する。
【００３５】
図４（ａ）は、本実施形態の制御信号送信機１１７を説明するための図である。本実施形態の制御信号送信機１１７は、制御信号送信アンテナ４７１と、制御信号生成器４７０と、を備える。制御信号生成器４７０は、シーケンサ１１１の指示により、上記撮像シーケンス７１０に定められたタイミングで制御信号を生成する。制御信号送信アンテナ４７１は、制御信号生成器４７０が生成した制御信号を送信する。
【００３６】
制御信号送信アンテナ４７１には、例えば、１／２波長ホイップアンテナが用いられる。同調周波数は、例えば、干渉を防ぐため、磁気共鳴周波数とは２割以上異なり、比較的容易にアンテナを小型化できる高い周波数を使用する。本実施形態では４００ＭＨｚに設定する。なお、制御信号送信機１１７の同調周波数はこれに限定されない。
【００３７】
制御信号送信機１１７は、例えば、水平磁場方式のマグネット１０１のトンネルの入り口に設置される。なお、設置位置はこれに限定されない。マグネット１０１により遮蔽されず、受信ＲＦコイル１０４を構成する制御信号受信アンテナ４６１に電波を到達させることができる位置であればよく、例えば、検査対象１３０を載置するテーブル１２０の内部でも良い。
【００３８】
図４（ｂ）は、本実施形態の受信ＲＦコイル１０４の回路図である。上述のように、受信ＲＦコイル１０４は、表面コイル４００にスイッチ回路４５９を挿入して構成される。
【００３９】
表面コイル４００は、ループ形状を有する導体４０２に４つのキャパシタ（その容量はＣＤ）４１０およびキャパシタ（ＣＤ）４１１が等間隔に挿入される直列共振回路に、マッチングキャパシタ（ＣＭ）４１２が並列に接続される並列共振回路である。表面コイル４００は、ポート４０８を介して信号処理回路４９０に接続される。なお、キャパシタ４１０、４１１、４１２は、表面コイル４００が受信する原子核の核磁気共鳴周波数で共振するよう調整される。
【００４０】
表面コイル４００は、並列共振回路を形成する。一般に、インダクタ（Ｌ）とキャパシタ（Ｃ）とによる並列共振回路の共振周波数ｆＰは、式（１）で表される。
【数１】
2011122084.tif 000003
従って、表面コイル４００の共振周波数ｆＳは、以下の式（２）で表される。
【数２】
2011122084.tif 000004
なお、ＣＡは４つのキャパシタ（ＣＤ）４１０およびキャパシタ（ＣＤ）４１１の合成容量である。また、ＬＣはループ形状を有した導体４０２のインダクタである。
【００４１】
表面コイル４００を、受信する原子核の核磁気共鳴周波数ｆ０で共振させ、受信ＲＦコイル１０４として機能させ、且つポート４０８とのインピーダンスを整合するため、表面コイル４００の各キャパシタ４１０、４１１、４１２の値は、式（２）を満たすよう調整される。
【００４２】
スイッチ回路４５９は、制御信号送信機１１７から送信される制御信号を受信する制御信号受信アンテナ４６１と、制御信号受信アンテナ４６１で受信した制御信号を直流電圧に変換する変換回路４６０と、ＰＩＮダイオード４３０と、インダクタ４２０と、高周波信号の流れ込みを防止するチョークコイル４２９とを備える。
【００４３】
変換回路４６０は、整流素子とキャパシタとにより構成される。変換回路４６０は、制御信号受信アンテナ４６１に生じる交流電圧を整流平滑して直流電圧を生成する。交流電圧から直流電圧への変換には、例えば、図４（ｂ）に示す、半波倍電圧整流回路が用いられる。
【００４４】
半波倍電圧整流回路は、第一の整流ダイオード４４０と第二の整流ダイオード４４１と第一のキャパシタ４１３と第二のキャパシタ４１４とを備える。第一の整流ダイオード４４０と第二の整流ダイオード４４１とは、直列に、異なる極性端子が相互に接続される。第一のキャパシタ４１３の一方の端子は、第一の整流ダイオード４４０と第二の整流ダイオード４４１との異なる極性端子が相互に接続される接続点に接続される。第一のキャパシタ４１３のもう一方の端子は、制御信号受信アンテナ４６１に接続される。第二のキャパシタ４１４は、直列接続される第一の整流ダイオード４４０および第二の整流ダイオード４４１に、並列に接続される。第二のキャパシタ４１４の両端には、２つのチョークコイル４２９の他方の端子が接続される。なお、４０３はアースである。
【００４５】
制御信号受信アンテナ４６１には、例えば、１／２波長ホイップアンテナが用いられ、制御信号送信アンテナ４７１と同じ共振周波数に調整される。制御信号受信アンテナ４６１で受信した制御信号は、変換回路４６０で直流電圧に変換される。
【００４６】
制御信号受信アンテナ４６１は、制御信号送信アンテナ４７１から送信された電波を受信すると交流電圧を発生する。発生した交流電圧は、変換回路４６０に入力として加えられる。
【００４７】
変換回路４６０では、キャパシタ４１３に負電圧が加わると、電荷は整流ダイオード４４０を経てキャパシタ４１３に充電される。キャパシタ４１３に正の電圧が加わると、制御信号受信アンテナ４６１からの電圧とキャパシタ４１３で充電された電圧とが加算され整流ダイオード４４１を経て出力される。このとき得られる電圧は交流の半波のみである。この出力に対し、直列に接続される整流ダイオード４４０と整流ダイオード４４１とに並列に接続されるキャパシタ４１４で平滑化を行い、直流電圧を得る。直流電圧は、高周波信号の流れ込みを防止するために挿入されるチョークコイル４２９を経てダイオード４３０の両端に出力される。チョークコイル４２９は、変換回路４６０と表面コイル４００との干渉を抑える。
【００４８】
ＰＩＮダイオード４３０とインダクタ４２０とは直列に接続されるＰＩＮダイオード４３０とインダクタ４２０とによる直列回路は、表面コイル４００のキャパシタ４１１に並列に接続される。ＰＩＮダイオード４３０とインダクタ４２０とキャパシタ４１１とにより磁気結合防止回路４５０を構成する。
【００４９】
インダクタ４２０の値は、キャパシタ４１１とともに構成する並列共振回路が、受信する原子核の核磁気共鳴周波数で並列共振するよう調整される。すなわち、インダクタ４２０の値（Ｌ）は、受信する核磁気共鳴周波数をｆ０（＝ｆｐ）、キャパシタ４１１の値をＣとし、式（１）に従って調整される。
【００５０】
一般に、インダクタとキャパシタとの並列共振回路は、共振周波数でハイインピーダンス（高抵抗）となる。従って、インダクタ４２０を上述のように調整された回路において、ＰＩＮダイオード４３０に電流が流れた場合、ＰＩＮダイオード４３０はオンとなり、表面コイル４００のキャパシタ４１１は、インダクタ４２０とともに並列共振してハイインピーダンス状態となる。すなわち表面コイル４００の一部がハイインピーダンスとなるため、表面コイル４００が開放状態となる。
【００５１】
ＰＩＮダイオード４３０は、制御信号受信アンテナ４６１で受信された信号を変換回路４６０で直流電圧に変換された電流で駆動される。従って、制御信号５７を受信すると、ＰＩＮダイオード４３０がオンとなり、表面コイル４００は、共振周波数が変わると共に、核磁気共鳴周波数をｆ０でハイインピーダンス化する。よって、表面コイル４００は、送信ＲＦコイル１０３（鳥かご型コイル３００）と干渉しない。一方、制御信号５７を非受信時は、ＰＩＮダイオード４３０がオフとなり、表面コイル４００は、受信ＲＦコイル１０４として機能する。
【００５２】
従って、図３（ｂ）に示すように磁気結合を防止したいタイミングで制御信号を送信すれば、ＰＩＮダイオード４３０がオンとなるため、表面コイル４００は、鳥かご型コイル３００との磁気結合が無くなりＲＦの送信もしくは受信が可能となる。
【００５３】
次に、本実施形態の送信ＲＦコイル１０３の構成を、図５を用いて説明する。なお、本実施形態の送信ＲＦコイル１０３に挿入される磁気結合防止回路３５０は、従来型の直流電源を使用した磁気結合防止回路である。
【００５４】
図５（ａ）は、本実施形態の送信ＲＦコイル１０３として用いる鳥かご型コイル３００の回路図である。鳥かご型コイル３００は二つのループ導体３０５と８つの直線導体３０６とを備える。二つのループ導体３０５はこれらの直線導体３０６によって接続され、鳥かご型形状を形成する。磁気結合防止回路３５０は、鳥かご型ＲＦコイル３００の複数の直線導体３０６にそれぞれに一つ、直列に挿入される。ループ導体３０５には、直線導体３０６とキャパシタ３１０とが等間隔に交互に挿入される。
【００５５】
図５（ｂ）は、磁気結合防止回路３５０の回路を説明するための図である。本実施形態では送信ＲＦコイルの磁気結合防止回路３５０には、表面コイル４００で使用した並列共振回路を用いた磁気結合防止回路とは異なる回路を使用した。これは、送信ＲＦコイルの作成を容易にするためである。具体的には磁気結合防止回路３５０はＰＩＮダイオード３３０を備え、ＰＩＮダイオード３３０の両端はチョークコイルが挿入されたケーブル３０４を介して直流電源３６０に接続される。直流電源３６０からの制御電流で、磁気結合防止回路３５０のＰＩＮダイオード３３０をオン／オフ制御することにより、高周波信号送信時には、ＰＩＮダイオード３３０をオンとして鳥かご型コイル３００を送信ＲＦコイル１０３として機能させ、核磁気共鳴信号受信時には、ＰＩＮダイオード３３０をオフとして鳥かご型コイル３００をハイインピーダンス化し、受信ＲＦコイル１０４（表面コイル４００）と干渉させない。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の受信ＲＦコイル１０４は、導体からなるループとキャパシタとを並列接続または直列接続した構成を有し、キャパシタの値は、受信ＲＦコイル１０４の共振周波数が受信する核磁気共鳴周波数ｆ０となるよう調整されている。また、本実施形態の受信ＲＦコイル１０４は、磁気結合防止回路４５０を備える。従って、本実施形態の受信ＲＦコイル１０４によれば、高周波磁場照射時に磁気結合を起こすことなく、核磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信することができる。
【００５７】
また、本実施形態の受信ＲＦコイル１０４が備える磁気結合防止回路４５０は、無線通信によって制御信号を受信し、磁気結合防止回路を駆動する。従って、受信ＲＦコイル１０４は、磁気結合防止回路４５０を駆動するための直流電源との配線が不要であるため、ケーブルによる磁気結合や感度分布の乱れも生じない。従って、受信ＲＦコイル１０４の感度や感度分布の均一性を向上させることができる。
【００５８】
さらに、本実施形態では、受信ＲＦコイル１０４として、撮影部位、目的に応じた専用のコイルを選択することができる。例えば、上述の表面コイル４００は、検査対象１３０に密着して配置できるため、密着部分周辺の磁気共鳴信号を高感度に検出することができる。
【００５９】
本実施形態において、例えば、受信ＲＦコイル１０４が受信する核磁気共鳴信号が、静磁場強度７Ｔ（テスラ）における水素原子核の核磁気共鳴信号（核磁気共鳴周波数３００ＭＨｚ）である場合、式（２）より、表面コイル４００を構成する各キャパシタの容量は、例えば、ＣＭ＝７５ｐＦ、ＣＡ＝０．７１ｐＦと調整すればよい。この場合、ＣＤは例えば３．６ｐＦとなる。ループ形状を有する導体４０２のインダクタの値ＬＣは４００ｎＨに設定し、ポート４０８からのインピーダンスは５０Ωとした。なお、表面コイル４００に検査対象１３０が近づくと、表面コイル４００のインピーダンスが変化するため、検査対象１３０に応じて適宜、ＣＭやＣＡを決定することが好ましい。また、インダクタ４２０の値は、キャパシタ４１１の容量（ＣＤ）が３．６ｐＦであることから７８ｎＨと調整すればよい。
【００６０】
なお、本実施形態では、４つのキャパシタ４１０およびキャパシタ４１１の容量値をすべて３．６ｐＦとしたが、容量は異なっていても良い。これら５つのキャパシタの合成容量の値がＣＡ（＝０．７１ｐＦ）となればよい。
【００６１】
なお、受信する核磁気共鳴信号は、水素原子核によるものに限られない。例えば、フッ素（19Ｆ）、炭素（13Ｃ）、ヘリウム（3Ｈｅ）、燐（31Ｐ）、リチウム（7Ｌｉ）、キセノン（129Ｘｅ）、ナトリウム（23Ｎ）等でも良い。もちろん、原子核はこれに限定されるものではない。核磁気共鳴信号が発生する核種であればよい。
【００６２】
なお、本実施形態の変換回路４６０は、上記構成に限られない。高周波電圧を直流電圧に変換できればよい。
【００６３】
上記実施形態では、半波倍電圧整流回路を用いているが、例えば、半波整流回路を用いてもよい。図６（ａ）に本実施形態の変換回路４６０の変形例であって、半波倍電圧整流回路の代わりに半波整流回路を用いる例（変換回路４６５）を示す。本図において、ＰＩＮダイオード４３０は、本実施形態の表面コイル４００の導体４０２に挿入されたキャパシタ４１１に並列に接続されるＰＩＮダイオードである。（ＰＩＮダイオード４３０は、磁気結合防止回路４５０のＰＩＮダイオード４３０である。）本図に示すように、半波整流回路は、１つの整流ダイオード４４０と１つのキャパシタ４１４とにより形成される。整流ダイオード４４０の一方の端子はキャパシタ４１４に接続され、整流ダイオード４４０の他方の端子は制御信号受信アンテナ４６１に接続される。なお、整流ダイオード４４０は極性を揃えた複数の整流ダイオードであっても良い。
【００６４】
半波整流回路は、整流ダイオード４４０に正の電圧が加わった時のみ、電荷が移動する。よって、整流ダイオード４４０の出力で得られる電圧は交流の半波のみである。得られた交流電圧は、キャパシタ４１４で平滑化を行って直流電圧に変換した後、ＰＩＮダイオード４３０に出力する。
【００６５】
また、変換回路４６０には、例えば、全波整流回路を用いてもよい。図６（ｂ）に本実施形態の変換回路４６０の変形例であって、半波倍電圧整流回路の代わりに全波整流回路を用いる例（変換回路４６６）を示す。図中ＰＩＮダイオード４３０は、本実施形態の表面コイル４００の導体４０２に挿入されたキャパシタ４１１に並列に接続されるＰＩＮダイオードである。（ＰＩＮダイオード４３０は、磁気結合防止回路４５０のＰＩＮダイオード４３０である。）本図に示すように、ブリッジ接続される、全波整流回路は入力側と出力側とを有する整流ダイオード群４４０、４４１、４４２、４４３と、キャパシタ４１４とにより形成される。ブリッジ接続の入力側は制御信号受信アンテナ４６１に接続され、ブリッジ接続の出力側はキャパシタ４１４に接続される。
【００６６】
全波整流回路は、制御信号受信アンテナ４６１に正の電圧が発生したとき、整流ダイオード４４０と整流ダイオード４４３とを電荷が移動する。また、制御信号受信アンテナ４６１に負の電圧が発生したとき、整流ダイオード４４１と整流ダイオード４４２とを電荷が移動する。よって、ブリッジ接続の出力側で得られる電圧は全波となる。得られた電圧は、キャパシタ４１４で平滑化を行って直流電圧に変換した後、ＰＩＮダイオード４３０に出力する。
【００６７】
半波整流回路および全波整流回路は、整流回路であるため、半波倍電圧整流回路と同様に、制御信号受信アンテナ４６１が生成した交流電圧を直流電圧に変換し、出力する。従って、いずれの整流回路を変換回路４６０に用いても磁気結合防止回路４５０のＰＩＮダイオード４３０をオンにすることができる。従って、送信ＲＦコイル１０３との磁気結合を防止することができ、磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信できる。
【００６８】
さらに、半波整流回路を用いる場合、用いる整流ダイオード４４０は１つであるため、小さなスペースで安価に変換回路４６０を作製できる。
【００６９】
また、全波整流回路は、高周波の全波を変換しているため、全波整流回路を用いる場合、変換回路４６０は、高効率に直流電圧に変換することができ、ＰＩＮダイオード４３０に高い電流を提供できる。
【００７０】
なお、半波倍電圧整流回路、半波整流回路、全波整流回路は、整流方式の違いにより出力できる電圧や電流が異なる。一般に出力が高いものほど使用素子数が増加し、コストが増大するため、受信ＲＦコイル１０４の設置位置、使用環境、許容コスト等に応じて最適なものを選択する。
【００７１】
また、上記実施形態では、制御信号送信アンテナ４７１および制御信号受信アンテナ４６１に１／２波長ホイップアンテナを用いる場合を例にあげて説明した。しかし、適用可能なアンテナは１／２波長ホイップアンテナに限られない。制御信号の送受信が可能であればよく、例えば、絶縁物の基板上に導体を貼り付けた、マイクロストリップアンテナを用いても良い。もちろんこれに限定されるものでは無い。さらに、本実施形態は制御信号送信アンテナ４７１と、制御信号受信アンテナ４６１とに共に１／２波長ホイップアンテナを使用したが、同じものを使う必要は無い。使用形態に合わせてそれぞれ決定できる。
【００７２】
また、本実施形態では、表面コイル４００としてループ形状のものを例にあげて説明したが、表面コイル４００の形状は、これに限られない。
【００７３】
表面コイル４００は、例えば、鞍型コイルの形状を有していてもよい。図７に本実施形態の表面コイル（ループコイル）４００の変形例である鞍型形状を有する表面コイル（鞍型コイル）５１０を示す。本図に示すように、鞍型コイル５１０は、導体４０２が鞍型に形成された表面コイルの対向する２つのループが同一方向に磁場を発生するように接続され、各ループの面が円柱の側面に沿う形状を有する。なお、本図では、チョークコイル４２９は省略する。
【００７４】
また、表面コイル４００は、例えば、蝶型コイルの形状を有していてもよい。図８に、本実施形態の表面コイル（ループコイル）４００の変形例である蝶型形状を有する表面コイル（蝶型コイル）５２０を示す。本図に示すように、蝶型コイル５２０は、導体４０２が蝶型に形成された表面コイルの、同一平面内の隣り合う２つのループが互いに逆向き方向に磁場を発生するように接続された形状を有する。なお、本図では、チョークコイル４２９は省略する。
【００７５】
また、表面コイル４００は、例えば、ソレノイド形状を有していてもよい。図９に、本実施形態の表面コイル（ループコイル）４００の変形例であるソレノイド形状を有する表面コイル（ソレノイドコイル）５３０を示す。なお、本図では、チョークコイル４２９は省略する。
【００７６】
鞍型コイル５１０、蝶型コイル５２０およびソレノイドコイル５３０は、コイル（導体４０２）を平面に展開すると、ループ形状を有する上記実施形態の表面コイル４００と同じであるため、表面コイル４００と動作原理は同じである。従って、上記スイッチ回路４５９を用いることにより、上記同様、高周波磁場照射時は送信ＲＦコイル１０３との磁気結合を防止するとともに、受信時は、磁気共鳴信号を高く、かつ、均一な感度で受信することができる。
【００７７】
また、表面コイル４００として鞍型コイル５１０を用いる場合、鞍型コイル５１０はコイルが鞍型の形状を有していることから、図７に示すように鞍型コイル５１０の中に、被検体の腕や足、胴体などの検査対象１３０を配置することにより、検査対象１３０の表面に加えて深部方向の領域からの磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。
【００７８】
表面コイル４００として蝶型コイル５２０を用いる場合、蝶型コイル５２０はコイルが蝶型の形状を有していることから、被検体の腕や足、胴体などの検査対象１３０は、閉空間内に入ることがない。図８に示すように蝶型コイル５２０の上部または下部に検査対象１３０を配置することにより、検査対象１３０の深部方向の領域からの磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。
【００７９】
表面コイル４００としてソレノイドコイル５３０を用いる場合、ソレノイドコイル５３０はコイルがソレノイドの形状を有していることから、図９に示すようにソレノイドコイルの中に、被検体の腕や足、胴体などの検査対象１３０を配置することにより、検査対象１３０の表面に加えて深部方向の領域からの磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。また、ソレノイドコイル５３０は鞍型コイル５１０と比べて、より広い領域で均一な感度分布を持つ。
【００８０】
また、上記実施形態および上記実施形態の変形例である鞍型コイル５１０、蝶型コイル５２０、ソレノイドコイル５３０では、磁気結合防止回路４５０をそれぞれ１つ設置する場合を例示しているが、磁気結合防止回路４５０は複数備えてもよい。
【００８１】
また、表面コイル４００は、例えば、鳥かご型形状を有していてもよい。図１０（ａ）に、本実施形態の表面コイル（ループコイル）４００の変形例である鳥かご型形状を有する表面コイル（鳥かご型コイル）５４０を示す。本図に示すように、鳥かご型コイル５４０は、二つのループ導体４０５を複数の直線導体４０６で接続した鳥かご形状を有する。表面コイル４００が鳥かご型コイル５４０の場合、磁気結合防止回路４５０は、図１０（ａ）に示すように、ポート４０８を介して受信機１１４に接続されるループ導体４０５の、各直線導体４０６の接続点間に挿入される。
【００８２】
図１０（ｂ）に、本変形例のスイッチ回路４５８を示す。なお、本図では、チョークコイル４２９は省略する。鳥かご型コイル５４０は、導体（４０５、４０６）の形状は異なるが、制御信号受信アンテナ４６１と変換回路４６０と磁気結合防止回路４５０とからなるスイッチ回路の構成は同じであるため、表面コイル４００と磁気結合を防止する動作原理は同じである。
【００８３】
従って、上記スイッチ回路４５８を用いることにより、上記同様、高周波磁場照射時は送信ＲＦコイル１０３との磁気結合を防止するとともに、受信時は、磁気共鳴信号を高く、かつ、均一な感度で受信することができる。
【００８４】
さらに、鳥かご型コイル５４０は、コイルが鳥かご型の形状を有していることから図１０（ａ）に示すように、鳥かご型コイル５４０の中に、被検体の腕や足、胴体などの検査対象１３０を配置することにより、検査対象１３０の表面に加えて深部方向の領域からの磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。また、鳥かご型５４０コイルは鞍型コイル５１０と比べて、より広い領域で均一な感度分布を持つ。
【００８５】
なお、各変形例において、導体４０２（または導体４０５）に設置するキャパシタ４１０の数に限定はない。
【００８６】
さらに、受信ＲＦコイル１０４として、図１１に示すアレイコイル５５０を用いることも可能である。アレイコイル５５０は、部分的に重なり合った複数（図１１では４個）のループ形状の表面コイル（ループコイル）４００から構成される。隣り合うループコイル４００の重なりの位置は、互いのループコイル４００に磁気結合が発生しないよう調整されている。それぞれのループコイル４００は磁気結合防止回路４５０を備える。磁気結合防止回路４５０のＰＩＮダイオード４３０は変換回路４６０に接続される。なお、本図では、チョークコイル４２９は省略する。
【００８７】
磁気結合防止回路４５０のＰＩＮダイオード４３０は、上記実施形態と同様に制御信号を受信することで駆動される。このとき、図１１に示すように一つの制御信号受信アンテナ４６１と変換回路４６０とで得られた電圧で、複数の磁気結合防止回路４５０のＰＩＮダイオード４３０を駆動するよう構成してもよい。また、それぞれの表面コイル４００が、制御信号受信アンテナ４６１と変換回路４６０と磁気結合防止回路４５０からなるスイッチ回路４５９を備えるよう構成してもよい。
【００８８】
アレイコイル５５０を用いることにより、１個の表面コイル４００を用いる場合に比べて広い領域の撮像が可能となる。従って、例えば、検査対象１３０である被検体（患者）の体幹部全体に渡る領域において、磁気共鳴信号を高感度かつ同時に受信することが可能となる。
【００８９】
なお、受信ＲＦコイル１０４としてアレイコイル５５０を用いる場合、複数の異なる周波数の制御信号を送信するよう構成してもよい。この場合、例えば、アレイコイル５５０を構成するループコイル毎に周波数特性の異なる制御信号受信アンテナ４６１および変換回路４６０を取り付け、送信する制御信号の周波数を変えることで、個々のコイルの磁気結合防止回路４５０を個別に駆動する。
【００９０】
さらに、受信ＲＦコイル１０４として、図１２に示す、直交位相検波（ＱＤ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式のＱＤコイル６１０を用いてもよい。ＱＤコイル６１０は、ループ形状の表面コイル４００を２つ組合せ、ＲＦコイルの照射効率や受信感度を向上させたコイルである。
【００９１】
図１２（ａ）は、ＱＤコイル６１０の回路図である。本図に示すように、本実施形態の変形例のＱＤコイル６１０は、第一の表面コイル６１１と第二の表面コイル６１２とを備える。
【００９２】
第一の表面コイル６１１および第二の表面コイル６１２には、それぞれ、スイッチ回路４５９が接続される。スイッチ回路４５９が備えるＰＩＮダイオード４３０は、本実施形態同様、制御信号受信アンテナ４６１と変換回路４６０とを介して受信する制御信号により駆動され、第一表面コイル６１１および第二表面コイル６１２をハイインピーダンス化する。
【００９３】
なお、図１１に示すアレイコイル５５０の場合と同様、第一の表面コイル６１１および第二の表面コイル６１２の各スイッチ回路４５９は、制御信号受信アンテナ４６１および変換回路４６０を兼用してもよい。
【００９４】
なお、各表面コイル６１１、６１２の構成は、本実施形態の表面コイル４００と同様である。例えば、第一の表面コイル６１１および第二の表面コイル６１２は、それぞれ、水素原子核の各磁気共鳴周波数に調整される。
【００９５】
ただし、ＱＤコイル６１０の第一表面コイル６１１と第二の表面コイル６１２とは、それぞれ、第一の表面コイル６１１および第二の表面コイル６１２のループ面（第一のループ面６２１、第二のループ面６２２）がｚ軸と平行となるよう配置される。また、第二の表面コイル６１２は、ｚ軸を回転軸として第一の表面コイル６１１を９０度回転した位置に配置される。
【００９６】
図１２（ｂ）は、静磁場が貫通する方向（図中ｚ軸方向）からＱＤコイル６１０を見た図である。本図に示すように、本実施形態のＱＤコイル６１０では、第一の表面コイル６１１が発生する磁場の向き６３１と第二の表面コイル６１２が発生する磁場の向き６３２とは直交する。このため、第一の表面コイル６１１と第二の表面コイル６１２とは磁気的に結合せず、それぞれ独立して磁気共鳴信号に対するＲＦコイルとして動作する。
【００９７】
図１３は、ＱＤコイル６１０の第一の表面コイル６１１および第二の表面コイル６１２と、位相調整器６４１と、合成器６４２と、受信機１１４との接続を説明するためのブロック図である。２つの表面コイル６１１、６１２からの出力は、それぞれ信号処理回路４９０を通って位相調整器６４１に入力される。位相調整器６４１にて位相が調整された信号は、合成器６４２に入力され、合成される。合成後の信号は受信機１１４に入力される。
【００９８】
上述のように、第一の表面コイル６１１及び第二の表面コイル６１２は、それぞれ水素原子核の各磁気共鳴周波数で共振するよう調整される。このため、検査対象１３０から発生する水素原子核の磁気共鳴信号に対して、第一の表面コイル６１１および第二の表面コイル６１２は、それぞれ直交する信号成分を検出する。検出された各信号成分は信号処理回路４９０でそれぞれ増幅され、位相調整器６４１でそれぞれ処理された後、合成器６４２で合成され、受信機１１４に送られる。以上のように、ＱＤコイル６１０は、ＱＤ方式の受信を実現する。
【００９９】
以上説明したように、受信ＲＦコイル１０４としてＱＤコイル６１０を用いる場合、ＱＤ方式による受信を実現する。このため、上記ループ形状の表面コイル４００を用いる場合に得られる効果に加え、より高感度で磁気共鳴信号を検出することができる。
【０１００】
なお、ここでは、ＱＤ方式による受信を実現するため、第一の実施形態の表面コイル４００を２つ組み合わせた例をあげて説明した。しかし、適用可能なＲＦコイルはこれに限られない。２つのコイルがそれぞれ発生する磁場が直交するよう構成できればよい。例えば、サドル型コイルを、Ｚ軸を回転軸として９０度ずらして２つ配置し、ＱＤコイル６１０を構成してもよい。さらに、ソレノイドコイルとサドルコイルとを円筒の向きが同じになるように配置し、ＱＤコイル６１０を構成してもよい。
【０１０１】
また、本実施形態では、制御信号受信時に、表面コイル４００をハイインピーダンス化するよう構成している。しかし、表面コイル４００の回路構成の切り替え手段は、これに限られない。逆に、制御信号を非受信時に表面コイル４００がハイインピーダンス化するよう構成してもよい。
【０１０２】
この場合のスイッチ回路４５７を図１０（ｄ）に示す。スイッチ回路４５７は、制御信号受信アンテナ４６１と、変換回路４６０と、磁気結合防止回路４５２とを備える。磁気結合防止回路４５２のＰＩＮダイオード４３０は、ＲＦコイルの導体４０６に直列に接続される。ＰＩＮダイオード４３０は、制御信号受信アンテナ４６１と変換回路４６０とを介して受信する直流電圧により駆動する。すなわち、制御信号を受信するとオンとなり、制御信号を受信しない状態ではオフとなる。
【０１０３】
磁気結合防止回路４５２は、例えば、表面コイル４００に鳥かご型コイル５４０を用いる場合、図１０（ｃ）に示すように鳥かご型コイル５４０の各直線導体４０６に挿入される。制御信号を受信すると、ＰＩＮダイオード４３０がオンとなり、鳥かご型コイル５４０を受信ＲＦコイル１０４として機能させる。また、制御信号を受信しない状態では、ＰＩＮダイオード４３０がオフとなり、鳥かご型コイル５４０はハイインピーダンス化し、送信ＲＦコイル１０３と干渉しない。
【０１０４】
このスイッチ回路４５７を用いる場合、図３（ｂ）に示す撮像シーケンスにおいて、制御信号（ＣＳ）は、核磁気共鳴信号受信時に送信し、送信ＲＦコイル１０３による高周波信号送信時は、送信しないようにするよう制御する。
【０１０５】
また、本実施形態のスイッチ回路４５７、４５８、４５９は、送信ＲＦコイル１０３に適用してもよい。例えば、送信ＲＦコイル１０３にスイッチ回路４５７を適用し、受信ＲＦコイルにスイッチ回路４５９またはスイッチ回路４５８を適用する。そして、高周波磁場照射時に制御信号（ＣＳ）を送信するよう制御する。このように構成することで、高周波磁場照射時は、送信ＲＦコイル１０３のスイッチ回路４５７のＰＩＮダイオード４３０がオンとなり、送信ＲＦコイルとして機能し、受信ＲＦコイル１０４のスイッチ回路４５９のＰＩＮダイオード４３０はオフとなり、ハイインピーダンス化する。また、核磁気共鳴信号受信時は、受信ＲＦコイル１０４のスイッチ回路４５７のＰＩＮダイオードがオンとなり受信ＲＦコイルとして機能し、送信ＲＦコイル１０３のスイッチ回路４５７のＰＩＮダイオード４３０がオフとなりハイインピーダンス化する。
【０１０６】
このように構成すると、送信ＲＦコイル１０３および受信ＲＦコイル１０４いずれも無線による制御信号で回路構成を変更することができる。なお、この場合、なお、制御信号受信アンテナ４６１および変換回路４６０は、スイッチ回路４５９とスイッチ回路４５７とで共有してもよい。
【０１０７】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に本発明を適用する第二の実施形態について説明する。本実施形態では、送信ＲＦコイルと受信ＲＦコイルとを別個に備えるＭＲＩ装置において、無線で送信する制御信号により、受信ＲＦコイルの回路構成を変更するスイッチ回路を、磁気結合防止回路として用いるだけでなく、受信ＲＦコイルの共振周波数を変更する周波数変更回路として用いる。本実施形態のＭＲＩ装置は基本的に第一の実施形態と同様である。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【０１０８】
本実施形態においても、第一の実施形態と同様に、送受信分離方式であって、送信ＲＦコイル１０３に鳥かご型形状を有する鳥かご型ＲＦコイル３０１を、受信ＲＦコイル１０４にはループ形状を有する表面コイル４０１を使用する場合を例にあげて説明する。また、制御信号により変更する受信ＲＦコイル１０４の共振周波数をそれぞれ第一の共振周波数ｆ１および第二の共振周波数ｆ２とする。これに合わせ、本実施形態の鳥かご型ＲＦコイル３０１は、この２種の共振周波数を有する高周波信号が照射できるよう調整されるものとする（二重同調鳥かご型コイル）。なお、第一の共振周波数ｆ１は第二の共振周波数ｆ２より小さいもの（ｆ１＜ｆ２）として以下説明する。
【０１０９】
まず、本実施形態のＲＦコイル部５０１の構成と、高周波磁場と、傾斜磁場と、制御信号の発生タイミングを説明する。
【０１１０】
図１４（ａ）は、本実施形態のＲＦコイル部５０１の接続を説明するためのブロック図である。本図に示すように、本実施形態の送信ＲＦコイル１０３として用いる鳥かご型ＲＦコイル３０１は、高周波磁場発生器１１３が発生する高周波磁場を照射する。この鳥かご型ＲＦコイル３０１には、磁気結合防止回路３５０が挿入される。第一の実施形態と同様に、磁気結合防止回路３５０は、直流電源１１６に接続され、この直流電源１１６により駆動される。
【０１１１】
また、受信ＲＦコイル１０４として用いるループコイル（表面コイル）４０１には、スイッチ回路４５６とスイッチ回路４５５とが挿入される。スイッチ回路４５６およびスイッチ回路４５５は、制御信号送信機１１７から無線で送信される制御信号により駆動する。また、表面コイル４０１で受信した磁気共鳴信号は、バランやプリアンプを備えた信号処理回路４９０を経て、受信機１１４に接続される。
【０１１２】
なお、本実施形態のスイッチ回路４５６とスイッチ回路４５５とはそれぞれ別の周波数の制御信号によって個別に制御される。また、制御信号送信機１１７の構成は第一の実施形態と同様であるが、二つの周波数の制御信号を送信できるよう調整される。
【０１１３】
スイッチ回路４５６は、表面コイル４０１の導体に挿入される。制御信号送信機１１７から無線で送信される制御信号により駆動され、表面コイル４０１の回路構成を変更し、表面コイル４００を開放状態とし、送信ＲＦコイル１０３との磁気結合を防止する。
【０１１４】
スイッチ回路４５５は、表面コイル４０１の導体に挿入される。制御信号送信機１１７からの制御信号により駆動され、表面コイル４０１の回路構成を変更し、表面コイル４０１の共振周波数を変更する。
【０１１５】
スイッチ回路４５６を駆動する第一の制御信号（ＣＳ−Ａ）およびスイッチ回路４５５を駆動する第二の制御信号（ＣＳ−Ｂ）の送信タイミングを図１４（ｂ）に示す。図１４（ｂ）は、ＭＲＩにおける撮像方法の一つであるＳＥ（Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法のタイミングチャートである。本図を用いて、制御信号送信機１１７が制御信号を送信するタイミングを示す。‘ＲＦ’は送信ＲＦコイル１０３によって高周波が送信されるタイミングである。‘Ｇｒ’、‘Ｇｐ’、‘Ｇｓ’は傾斜磁場コイル１０２によって傾斜磁場が発生するタイミングである。‘Ａｃｑ．’は受信ＲＦコイル１０４によるデータ取得を行うタイミングである。‘ＣＳ−Ａ’は磁気結合を防止する場合に制御信号送信機１１７によってスイッチ回路４５６を駆動する第一の制御信号のタイミングである。‘ＣＳ−Ｂ’は第二の共振周波数ｆ２を取得する場合に制御信号送信機１１７によってスイッチ回路４５５を駆動する第二の制御信号のタイミングである。以下具体的に説明する。
【０１１６】
始めにＳＥ法の撮像方法について説明する。まず、スライス選択磁場５５を加えながら、９０度パルス５０を送信する。その後ディフェーズ磁場５２を加える。次に１８０度パルス５１を送信する。その後エンコード磁場５４を加える。最後にリードアウト磁場５３を加え、発生した磁気共鳴信号をデータ取得５６する。以上がＳＥ法のタイミングチャートである。このようなタイミングの下、スイッチ回路４５６への制御信号５７（第一の制御信号：ＣＳ−Ａ）は、９０度パルス５０の送信時と１８０度パルス５１の送信時とに送信する。また、スイッチ回路４５５への制御信号５８（第二の制御信号：ＣＳ−Ｂ）は、第二の共振周波数の信号を取得する場合、データ取得（受信）時に送信する。但し、第一の共振周波数ｆ１を取得する場合、スイッチ回路４５５への制御信号（第二の制御信号：ＣＳ−Ｂ）は出力しない。
【０１１７】
なお、制御信号（ＣＳ）の送信タイミングは上記に限られない。スイッチ回路４５６への制御信号（第一の制御信号）の送信は、高周波信号ＲＦの送信時に送信され（ＯＮ状態）、受信時には送信されなければ（ＯＦＦ状態）、どのようなタイミング波形であってもよい。また、スイッチ回路４５６への制御信号の送信（第二の制御信号）は、第二の共振周波数ｆ２を取得する場合、最低限第二の共振周波数の信号の受信時に行われていればどのようなタイミング波形であってもよい。
【０１１８】
次に、本実施形態の表面コイル４０１、スイッチ回路４５６およびスイッチ回路４５５の構成を、図１５を用いて説明する。
【０１１９】
表面コイル４０１は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。ループ形状を有する導体４０２に複数の容量ＣＤのキャパシタ４１０と、容量ＣＤのキャパシタ４１１と、容量ＣＤのキャパシタ４１６とが等間隔に挿入される直列共振回路に、その容量がＣＭのマッチングキャパシタ４１２が並列に接続される並列共振回路である。ループ形状を有する導体４０２は、ポート４０８を介して信号処理回路４９０に接続される。
【０１２０】
ただし、本実施形態の表面コイル４０１のキャパシタ４１０、４１１、４１６、４１７および４１２の容量は、表面コイル４０１が第一の共振周波数ｆ１で共振するよう調整される。
【０１２１】
スイッチ回路４５６は、表面コイル４０１の第一の共振周波数ｆ１で磁気結合を防止可能なように調整される磁気結合防止回路４５０と、第二の共振周波数ｆ２で磁気結合を防止可能なように調整される磁気結合防止回路４５１と、両磁気結合防止回路４５０、４５１に接続される変換回路４６０と、変換回路４６０に接続される第一の制御信号を受信する制御信号受信アンテナ４６１とを備える。
【０１２２】
磁気結合防止回路４５０は、インダクタ４２０とＰＩＮダイオード４３０との直列回路に、表面コイル４００のキャパシタ４１１が並列に接続される回路である。インダクタ４２０とキャパシタ４１１とは、第一の共振周波数ｆ１で並列共振するよう調整される。また、磁気結合防止回路４５１は、インダクタ４２１とＰＩＮダイオード４３１との直列回路に、表面コイル４００のキャパシタ４１６が並列に接続される回路である。インダクタ４２１とキャパシタ４１６とは、第二の共振周波数ｆ２で並列共振するよう調整される。
【０１２３】
制御信号受信時および非受信寺の磁気結合防止回路４５０および磁気結合防止回路４５１の動作は、第一の実施形態と同様である。それぞれ、第一の共振周波数ｆ１を有する高周波信号の送信時および第二の共振周波数ｆ２を有する高周波信号の送信時に、ＰＩＮダイオード４３０およびＰＩＮダイオード４３１をそれぞれオンとして表面コイル４００をハイインピーダンス化し、送信ＲＦコイル１０３（鳥かご型コイル３０１）と干渉させない。
【０１２４】
変換回路４６０および制御信号受信アンテナ４６１は、第一の実施形態と同様の構成である。また、第一の実施形態と同様に、チョークコイル４２９をそれぞれのＰＩＮダイオード４３０、４３１の両端に接続し、磁気結合防止回路４５０および磁気結合防止回路４５１に接続される。
【０１２５】
なお、ここでは、一例として、磁気結合防止回路４５０および磁気結合防止回路４５１には１つの変換回路４６０が接続される場合を例にあげて説明する。それぞれ、別個独立に変換回路４６０および制御信号受信アンテナ４６１を接続するよう構成してもよい。
【０１２６】
スイッチ回路４５５は、制御信号により表面コイル４０１の共振周波数を変更する周波数変更回路４８０と、周波数変更回路４８０に接続される変換回路４６２と、変換回路４６２に接続される第二の制御信号を受信する制御信号受信アンテナ４６３とを備える。
【０１２７】
周波数変更回路４８０は、インダクタ４２２とＰＩＮダイオード４３２との直列回路に、表面コイル４００のキャパシタ４１７が並列に接続される回路である。周波数変更回路４８０はインダクタ４２２とキャパシタ４１７とで構成される並列共振回路であり、その共振周波数ｆＳは、第二の共振周波数ｆ２より低い周波数（ｆＳ＜ｆ２）となるよう調整される。さらにインダクタ４２２とキャパシタ４１７の値は、ＰＩＮダイオード４３２に電流が流れた際、表面コイル４０１が第二の共振周波数ｆ２で共振するよう調整する。
【０１２８】
なお、変換回路４６２および制御信号受信アンテナ４６３は、第一の実施形態の変換回路４６０および制御信号受信アンテナ４６１と同様の構成を備えるが、制御信号受信アンテナ４６３は第一の制御信号の周波数とは別の周波数で同調するよう調整される。第一の実施形態の変換回路４６０同様、変換回路４６２は、ＰＩＮダイオード４３２の両端に接続されるチョークコイル４２９を介して周波数変更回路４８０に接続される。
【０１２９】
ここで、第一の共振周波数ｆ１で共振するよう調整された表面コイル４０１が、周波数変更回路４８０により、第二の共振周波数ｆ２で共振する原理を説明する。
【０１３０】
一般に、並列共振回路は、当該並列共振回路の共振周波数より低い周波数が印加されると誘導性リアクタンスとして動作し、高い周波数が印加されると容量性リアクタンスとして動作する。よって、共振周波数がｆＳに調整される並列共振回路である周波数変更回路４８０は、共振周波数ｆＳより高い周波数である第二の共振周波数ｆ２を有する信号が印加されると容量性リアクタンスとして動作する。このときの周波数変更回路４８０はキャパシタの様に動作し、キャパシタの値Ｃ’は、キャパシタ４１７の値をＣＢとすると、以下の式（３）で表される。
Ｃ’＝ＣＢ（１−ｆＳ２／ｆ２２）      （３）
【０１３１】
すなわち、ＰＩＮダイオード４３２に電流がながれてオンになると、表面コイル４０１を構成するキャパシタ４１７は、キャパシタ４１７とインダクタ４２２とからなるキャパシタとして動作する。このときキャパシタの値もＣＢからＣ’に変化するため、表面コイル４０１の共振周波数が変化する。
【０１３２】
従って、キャパシタ４１７の値が、式（３）で得られるＣ’のとき、表面コイル４０１が第二の共振周波数ｆ２で共振するよう、キャパシタ４１７とインダクタ４２２との値を決定すれば、周波数変更回路４８０により、表面コイル４０１の共振周波数は、第一の共振周波数ｆ１から第二の共振周波数ｆ２に変わる。
【０１３３】
例えば、第一の共振周波数ｆ１を、静磁場強度７Ｔ（テスラ）におけるフッ素原子核の核磁気共鳴信号の核磁気共鳴周波数である２８２ＭＨｚとし、第二の共振周波数ｆ２を、同水素原子核の核磁気共鳴信号の核磁気共鳴周波数である３００ＭＨｚとする。この場合、表面コイル４０１は、制御信号を受信しない状態では、フッ素原子核の核磁気共鳴信号の核磁気共鳴周波数である２８２ＭＨｚで共振するよう調整される。このとき、式（１）より、各キャパシタの値は、キャパシタ４１２の値（ＣＭ）は８０ｐＦ、他のキャパシタ４１０、４１１、４１６、４１７の値（ＣＤ）は、４．０ｐＦと調整する。
【０１３４】
そして、制御信号を受信し、ＰＩＮダイオード４３２に電流が流れてキャパシタ４１７の値が変わった場合、表面コイル４０１が水素原子核の核磁気共鳴信号の核磁気共鳴周波数である３００ＭＨｚで共振するためには、式（１）および式（３）より、インダクタ４２２の値（ＬＡ）の値は、１８３ｎＨと調整すればよい。
【０１３５】
次に、本実施形態の送信ＲＦコイル１０３として用いられる鳥かご型ＲＦコイル３０１を、図１６を用いて説明する。本実施形態の鳥かご型ＲＦコイル３０１は、基本的に第一の実施形態と同じ構成を有する。ただし、第一の共振周波数と第二の共振周波数との二つの周波数の高周波を照射できるよう構成される。
【０１３６】
具体的には、図１６（ａ）に示すように、第一の実施形態の鳥かご型ＲＦコイルのポート４０８に加え、ｚ軸を回転軸として鳥かご型ＲＦコイル３０１を９０度回転した位置に第二のポート４０９を配置する。このとき、ポート４０８から見た、鳥かご型ＲＦコイル３０１は第一の共振周波数で共振し、ポート４０９から見た、鳥かご型ＲＦコイル３０１は第二の共振周波数で共振するよう、キャパシタ３１０の値は調整される。また、鳥かご型ＲＦコイル３０１は、ポート４０８、４０９を介してそれぞれ高周波磁場発生器１１３に接続される。
【０１３７】
図１６（ｂ）は、本実施形態の磁気結合防止回路３５０の回路を説明するための図である。本実施形態の磁気結合防止回路３５０も、第一の実施形態同様、ＰＩＮダイオード３３０を備える。ＰＩＮダイオード３３０は、その両端にチョークコイルを挿入したケーブル３０４を介して接続される直流電源３６０からの制御電流で駆動され、受信ＲＦコイル１０４との磁気結合を防止する。その動作原理は、第一の実施形態と同様である。
【０１３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、無線で送信される制御信号で駆動するスイッチ回路４５５によって表面コイル４０１の共振周波数を第一の共振周波数から第二の共振周波数に変更することができる。
【０１３９】
第一の共振周波数で共振するよう調整される表面コイル４０１を第二の共振周波数で共振する受信ＲＦコイル１０４として用いる場合、図１４（ｂ）に示すように第二の磁気共鳴信号を取得したいタイミングで第二の制御信号を送信すれば、制御信号が変換回路４６２にて直流電圧に変換され、周波数変更回路４８０のＰＩＮダイオード４３１がオンになるため、表面コイル４０１の共振周波数は、第一の共振周波数から、第二の共振周波数へと変わる。
【０１４０】
以上説明したように、本実施形態の受信ＲＦコイル１０４は、周波数変更回路４８０を備え、そのインダクタ４２２とキャパシタ４１７との値を調整することにより、所望の２種の共振周波数を実現することができる。また、この周波数変更回路４８０は、無線通信によって制御信号を受信し、駆動する。従って、周波数変更回路４８０を駆動するための直流電源との配線が不要であるため、ケーブルによる磁気結合や感度分布の乱れもない。従って、受信ＲＦコイル１０４の感度分布の均一性を損なうことなく、高い感度で２種の共振周波数を実現することができる。
【０１４１】
さらに、本実施形態の受信ＲＦコイル１０４は、磁気結合防止回路も無線通信により駆動させるため、第一の実施形態同様、ケーブルによる磁気結合や感度分布の低下なく、効果的に磁気結合を避けることができ、核磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信することができる。
【０１４２】
なお、本実施形態では、制御信号の送信により実現する第二の共振周波数ｆ２は、第一の共振周波数ｆ１より高い周波数としているが、低くても良い。この場合、例えば、本実施形態のインダクタ（ＬＡ）４２２とキャパシタ（ＣＡ）４１７との並列共振回路の共振周波数ｆＳを第二の共振周波数より高くする、あるいは、インダクタ４２２をキャパシタに変更し、ＰＩＮダイオード４３２がオンになったとき、表面コイル４０１の共振周波数が、より低い第二の共振周波数ｆ２になるようにキャパシタの値を調整する。
【０１４３】
なお、本実施形態では、制御信号生成器４７０と制御信号送信アンテナ４７１とからなる制御信号送信機１１７から制御信号を送信しているが、これに限られない。上述したように、本実施形態では、鳥かご型ＲＦコイル３０１は、第一の共振周波数ｆ１を有する高周波磁場および第二の共振周波数ｆ２を有する高周波磁場を照射可能なよう構成されている。これを利用し、例えば、第二の制御信号の周波数を、第一の共振周波数ｆ１として、高周波磁場発生器１１３で第二の制御信号を生成し、鳥かご型ＲＦコイル３０１から送信するよう構成してもよい。
【０１４４】
この場合、本実施形態の表面コイル４０１の、第二の制御信号を受信する制御信号受信アンテナ４６３の同調周波数を第一の共振周波数ｆ１に調整する。そして、第一の共振周波数ｆ１の磁気共鳴信号を取得する場合、鳥かご型ＲＦコイル３０１からは第二の制御信号は出力しない。また、第二の共振周波数ｆ２の磁気共鳴信号を取得する場合、鳥かご型ＲＦコイル３０１から第二の制御信号を送信し、ＰＩＮダイオード４３２をオンとする。これにより、表面コイル４０１の共振周波数は、第一の共振周波数ｆ１の磁気共鳴信号を取得する場合、第一の共振周波数（フッ素原子核の共振周波数）となり、第一の共振周波数ｆ１の磁気共鳴信号を受信でき、また、第二の共振周波数ｆ２の磁気共鳴信号を取得する場合、第二の共振周波数（水素原子核の共鳴周波数）となり、第二の共振周波数ｆ２の磁気共鳴信号を受信できる。
【０１４５】
制御信号送信機１１７を高周波磁場発生器１１３と鳥かご型ＲＦコイル３０１とにすることで、制御信号送信機１１７を省略できるため、装置の構成を簡素化できる。
【０１４６】
なお、本実施形態では、第二の制御信号を受信する制御信号受信アンテナ４６３の同調周波数を第一の共振周波数ｆ１としたが、完全に一致させ無くとも良い。例えば一から二割程度低い周波数、若しくは高い周波数でも良い。
【０１４７】
なお、本実施形態の送信ＲＦコイル１０３は二重同調鳥かご型ＲＦコイル３０１に限られない。例えば、二重同調表面コイル、二重同調鞍型コイル、二重同調蝶型コイル、二重同調ソレノイドコイルであっても良い。もちろん、送信ＲＦコイル１０３はこれに限定されるものではない。二つ以上の周波数の照射が可能なＲＦコイルであればよい。
【０１４８】
また、本実施形態では、第一の共振周波数と第二の共振周波数との組み合わせを、フッ素原子核の核磁気共鳴周波数と水素原子核の核磁気共鳴周波数とした場合を例にあげて説明した。しかし、組み合わせはこれに限られない。例えば、水素とヘリウム（3Ｈｅ）、水素と燐（31Ｐ）、水素とリチウム（7Ｌｉ）、水素とキセノン（129Ｘｅ）、水素とナトリウム（23Ｎ）、水素と炭素（13Ｃ）、水素と酸素（19Ｏ）などの組み合わせであってもよい。もちろん、原子核の組み合わせはこれに限定されるものではない。
【０１４９】
また、本実施形態の受信ＲＦコイル１０４の磁気結合防止回路４５０、４５１は、従来型の直流電源で駆動させる磁気結合防止回路を用いてもよい。
【０１５０】
さらに、本実施形態では、送受信兼用方式のＲＦコイルに、周波数変更回路４８０のみ適用してもよい。
【０１５１】
なお、上記各実施形態では、上記構成を有し、無線で送信される制御信号により駆動するスイッチ回路を、磁気結合防止回路および／または周波数変更回路として用いる場合を例にあげて説明したが、このスイッチ回路を適用する回路はこれに限られない。制御信号により回路構成を切り替える各種の回路に用いることができる。
【０１５２】
また、上記各実施形態では、スイッチ回路内で制御信号によりオンオフ制御するスイッチ手段としてＰＩＮダイオードを例にあげて説明しているが、これに限らない。例えば、リレーやトランジスタのように、電気信号により、ＲＦコイルの回路構成を変更する素子または回路であればよい。
【符号の説明】
【０１５３】
９：座標軸、５０：９０度パルス、５１：１８０度パルス、５２：ディフェーズ磁場、５３：リフェーズ磁場、５４：エンコード磁場、５５：スライス選択磁場、５６：データ取得、５７：制御信号、５８：制御信号、１００：ＭＲＩ装置、１０１：垂直磁場方式のマグネット、１０２：傾斜磁場コイル、１０３：送信ＲＦコイル、１０４：受信ＲＦコイル、１０５：シムコイル、１１０：計算機、１１１：シーケンサ、１１２：傾斜磁場電源、１１３：高周波磁場発生器、１１４：受信機、１１５：シム電源、１１６：直流電源、１１７：制御信号送信機、１２０：テーブル、１２１：ディスプレイ、１２２：記憶媒体、１３０：検査対象、２００：ＭＲＩ装置、２０１：水平磁場方式のマグネット、３００：鳥かご型ＲＦコイル、３０１：鳥かご型ＲＦコイル、３０４：ケーブル、３０５：ループ導体、３０６：直線導体、３１０：キャパシタ、３３０：ＰＩＮダイオード、３５０：磁気結合防止回路、３６０：直流電源、４００：表面コイル、４０１：表面コイル、４０２：導体、４０３：アース、４０５：ループ導体、４０６：直線導体、４０８：ポート、４１０：キャパシタ、４１１：キャパシタ、４１２：キャパシタ、４１３：キャパシタ、４１４：キャパシタ、４１６：キャパシタ、４１７：キャパシタ、４２０：インダクタ、４２１：インダクタ、４２２：インダクタ、４２９：チョークコイル、４３０：ＰＩＮダイオード、４３１：ＰＩＮダイオード、４３２：ＰＩＮダイオード、４４０：整流ダイオード、４４１：整流ダイオード、４４２：整流ダイオード、４４３：整流ダイオード、４５０：磁気結合防止回路、４５１：磁気結合防止回路、４５２：磁気結合防止回路、４５５：スイッチ回路、４５６：スイッチ回路、４５７：スイッチ回路、４５８：スイッチ回路、４５９：スイッチ回路、４６０：変換回路、４６１：制御信号受信アンテナ、４６２：変換回路、４６３：制御信号受信アンテナ、４６５：変換回路、４６６：変換回路、４７０：制御信号生成器、４７１：制御信号送信アンテナ、４８０：周波数変更回路、４９０：信号処理回路、５００：ＲＦコイル部、５０１：ＲＦコイル部、５１０：鞍型コイル、５２０：蝶型コイル、５３０：ソレノイドコイル、５４０：鳥かご型コイル、５５０：アレイコイル、６１０：ＱＤコイル、６１１：第一の表面コイル、６１２：第二の表面コイル、６２１：第一のループ面、６２２：第二のループ面、６３１：磁場の向き、６３２：磁場の向き、６４１：位相調整器、６４２：合成器、７１０：撮像シーケンス、７２０：撮像シーケンス、９００：ＲＦコイル、９０２：導体、９０４：ケーブル、９１０：キャパシタ、９１１：キャパシタ、９２０：インダクタ、９３０：ＰＩＮダイオード、９５０：磁気結合防止回路、９６０：直流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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